以注漿成形法製備透光氧化鋁陶瓷

  • 賴 岳淵

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用注漿成形法製作出燒結多晶氧化鋁所需之生胚,並且在不同溫度下燒結探討其特性。 漿料以去離水與氧化鋁粉末進行混合,固定添加500 ppm Mg2+。Mg2+添加會造成漿料黏度上升,因此需要加入分散劑 (PAA-NH4) 讓漿料黏度下降。經過測試,漿料在添加4 wt%有最佳之流動性。另外利用3 mm之ZrO2磨球進行分散及解凝聚作業,4 h為最佳球磨時間。漿料製成生胚後,經過800oC持溫12 h之預燒結,可得到相對密度 > 65%之生胚。 預燒結之目的除了先行分解硝酸鎂與分散劑 (PAA-NH4) 外,消除極細顆粒為另一目的。實驗在800oC分別持溫1、6、12、18與24 h進行預燒結,並且統一在燒結溫度1550oC下分別持溫0 5、1與3 h。可觀察到預燒結1與6 h樣品之密度會在初期提升較快,但持溫過1 h後會有被反超的情形。這係因為細顆粒在燒結初期快速緻密化,但到後期孔洞之殘留造成緻密化速率減緩所導致。從燒結收縮曲線也能觀察到預燒結對燒結行為之影響。 多晶氧化鋁燒結體觀察在空氣氣氛在燒結溫度1450-1650oC進行。隨著燒結溫度與時間增加,樣品之密度最高能達到99 5%。如考慮晶粒需維持在1 μm,樣品最大密度為99 3%。從測試樣品中發現,當密度大於98%,密度與破裂韌性數值會趨於一定之數值 (硬度:19 6 GPa,破裂韌性:5 5 MPa x m1/2)。 而在1700oC真空環境條件下燒結1 h,可得到可透光之樣品。其直線透光率為3 4 %,密度為99 8%,晶粒平均尺寸為1 4 μm。
Date of Award2016 Aug 8
Original languageChinese
SupervisorChi-Yuen Huang (Supervisor)

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以注漿成形法製備透光氧化鋁陶瓷
岳淵, 賴. (Author). 2016 Aug 8

Student thesis: Master's Thesis